大家好，今天给大家分享一篇发表在J.Med.Chem上的文章：Exploration of Hydrazide-Based HDAC8 PROTACs for the Treatment of Hematological Malignancies and Solid Tumors. 文章的通讯作者为荷兰格罗宁根大学的Frank J. Dekker教授。
关于HDAC8的背景介绍，参见往期已发表的文章 J. Med.Chem||基于酰肼的选择性HDAC8降解剂的发现，JMC||选择性组蛋白去乙酰化酶8降解剂
鉴于目前已报道的HDAC8 PROTACs都是基于异羟肟酸类HDAC8靶头，此类HDAC8 PROTACs要么活性有待提高，要么选择性有待提高。
作者首先对酰肼类HDAC8抑制剂6进行了分子对接，对接结果表明化合物6的酰肼侧链可以伸入HDAC8的活性口袋，螯合锌离子，但不能伸入HDAC2和HDAC6的活性位点。作者也分别分析了Thalidomide和VHL Ligand 与CRBN和VHL的结合模式。
基于以上结合模式的分析，作者首先将化合物6分别与CRBN ligand I和VHL ligand II 通过脂肪链连接，得到了Z1-Z7和Z8-Z13.初步活性测试表明，Z4和Z12在Jurkat细胞中表现出较好的降解活性，但仍然略微弱于之前报道的PROTAC 4.
接下来，作者引入刚性较强的linker以及新型CRBN binder,得到了化合物Z15-Z18.
初步活性表明，Z16表现出优于PROTAC4的HDAC8降解活性。
体外HDACs酶抑制实验结果表明，Z16具有中等强度的HDAC1和HDAC3的抑制活性。
剂量依赖实验结果表明，Z16可以在多株细胞内非常有效地诱导HDAC8的降解，且具有较好的HDAC亚型选择性。此外，Z16对CRBN neosubstrates并没有显著性影响。
时间依赖实验表明，100 nM Z16可以快速诱导HDAC8 降解，而且降解效果可以持续3天。机制实验也表明，Z16通过PROTAC诱导HDAC8降解。
体外抗增殖活性实验中，Z16表现出较出色的体外抗增殖活性，但SAHA和MS275表现出2倍以上的活性。然而，相比于Z16的对照化合物32（without effective CRBN binder）, Z16仅表现出大约2倍的活性提高。有趣的是，HDAC8选择性抑制剂PCI-34051仅对Jurkat表现出抗增殖活性。
作者接下来分析了Z16对HDAC底物的影响。结果表明，Z16可以在低浓度下诱导SMC3 hyperacetylation (HDAC8的底物)，在高浓度下诱导histone hyperacetylation (class I HDAC底物)，但对HDAC6的底物Ac-tubulin没有影响。
为了进一步验证HDAC8的降解是否可以引起histone hyperacetylation，作者用蛋白酶体抑制剂Bortezomib提前treat细胞一小时，然后再用Z16 treat细胞。提前处理细胞组可以明显地抑制HDAC8的降解，但不能抑制histone hyperacetylation。
这些结果表明，Z16诱导histone hyperacetylation的原因不是HDAC8降解导致的，很大程度上是因为抑制了HDACs。
接下来，作者又对Z16的抗增殖机制进行了探索。Z16可以剂量依赖地在Jurkat和HCT116细胞内引起caspase3/7活性提高，且与SAHA相当，但是凋亡实验结果表明Z16并不能在Jurkat细胞内引起凋亡，却在HCT116细胞内非常有效的诱导凋亡。这表明Z16可能在不同的细胞内具有不同的抗增殖机制。
后续的一系列实验表明，Z16可以在Jurkat内诱导lipid peroxidation和cell cycle arrest, 在HCT116细胞内，lipid peroxidation，cell cycle arrest 和apoptosis,在THP-1细胞内apoptosis。
总结：本文报道了基于酰肼的HDAC8 PROTAC, 其中化合物Z16在多株细胞内表现出较好的HDAC8降解活性，且具有较好的HDAC亚型选择性。然而，Z16在低浓度下诱导SMC3 hyperacetylation (HDAC8 降解导致),在高浓度下诱导histone hyperacetylation (抑制HDACs导致)。有趣的是，Z16在表现出细胞依赖的抗增殖机制，且很大程度上是因为HDACs抑制作用。总之，本文报道了基于酰肼的HDAC8 PROTAC, 可以用作分子工具进一步研究HDAC8的功能。
